深部煤层渗透特征及首采关键层卸压改造技术

针对我国煤层开采地质条件复杂、含煤地层中煤层群广泛发育、突出煤层群瓦斯灾害严重的特征,采用理论分析、数据统计和工程实践相结合的方法,系统分析了我国深部煤储层渗透特征,即深部煤体呈天然粉化结构,微、小孔发育,渗透率通常小于10^(-6)μm^2;提出了应依据安全性、经济性和统筹规划的首采关键层选择内涵和首采关键层"钻孔卸荷"的理论模型,确定在埋深大于800 m时,吨煤钻孔长度、钻孔间距等定量化关键指标;在此基础上,介绍了我国采用地面井压裂、井下顺层钻孔和穿层钻孔改造首采关键层的技术途径,配合邻近层卸压瓦斯抽采方法构成立体瓦斯抽采模式,实现了高瓦斯突出矿井煤与瓦斯2种资源的安全高效开采。

低透气煤层群首采关键层卸压开采采空侧瓦斯分布特征与抽采技术

通过对首采关键层留巷采空区边缘岩体结构变形破坏和裂隙演化规律的分析,揭示了"Y"型通风工作面采空侧卸压瓦斯富集区域、运移通道、瓦斯分布特征及卸压瓦斯运移规律,提出了留巷钻孔法煤与瓦斯共采新技术和新方法;在留巷内布置上下向高低位抽采钻孔直达卸压瓦斯富集区域,实现连续抽采卸压瓦斯与综采工作面采煤同步推进,通过连续高效抽采上下被卸压层的瓦斯,实现了煤矿井下直接抽采卸压瓦斯的重大突破.

煤层群首采关键层煤与瓦斯共采技术研究

基于新庄孜煤矿近距离煤层群全为突出煤层的情况,选择突出危险性程度较低的、煤层厚度只有0.8m的B10煤作为近距离煤层群开采首采层,即关键保护层工作面。采用一面六巷的瓦斯治理技术,并在66310工作面成功应用,实现了煤层群首采关键层煤与瓦斯安全高效共采。研究成果可为低透气性高瓦斯煤层群卸压开采提供指导。

基于碳同位素的朱集煤矿首采工作面层瓦斯来源定量分析方法

通过多次分煤层采取地面钻孔中抽采气体的样品,测试母本气体样品的组分和碳同位素值,根据质量守恒和体积比,并从碳同位素的定义出发,提出矿井开采过程中识别源的方法,建立二元线性混合瓦斯分源计算模型,分析某矿地面钻井、井下采空区密闭墙、底抽巷回风等不同方式抽采的混合气体中,来源于11-2和13-1煤层中瓦斯的贡献比率,并分析采矿因素、自然因素和地质条件等对来源比率的影响。结果发现,该方法可成功运用于地面抽采钻井、采空区密闭墙、底抽巷回风等不同地点混合瓦斯气体来源占比的动态识别,可准确反映各地点混合瓦斯来源占比的动态变化,误差可控制在0.5‰以内,研究同时发现混合瓦斯来源占比的大小主要受采样点的地理环境、工作面回采层位、距离回采煤层位置以及采空区等因素的影响。